주요 차이 - 정상 상태 대 불안정한 상태 확산
절대 제로와 다른 온도에서 물질의 모든 원자 (가스, 액체 또는 고체)는 지속적으로 움직입니다. 이러한 움직임은 서로 충돌을 일으 킵니다. 이러한 충돌로 인해 입자의 움직임은 지그재그로 보입니다. 그러나, 높은 농도의 입자는 확산으로 알려진 농도 구배에 걸쳐 낮은 농도를 향해 이동하는 경향이 있음을 관찰 할 수있다. 확산은 정상 상태 확산과 불안정한 상태 확산으로 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 정상 상태 확산과 불안정한 상태 확산의 주요 차이점은 정상 상태 확산이 일정한 속도로 발생하는 반면 불안정한 상태 확산 속도는 시간의 함수라는 것입니다. 이 두 가지 유형은 모두 Fick의 법률에 의해 정량적으로 설명 될 수 있습니다.
주요 영역을 다루었습니다
1. 정상 상태 확산이란 무엇입니까
- 정의, Fick의 첫 번째 법률과의 관계
2. 불안정한 상태 확산이란 무엇입니까
- 정의, Fick의 첫 번째 및 두 번째 법률과의 관계
3. 정상 상태와 불안정한 상태 확산의 차이점은 무엇입니까
- 주요 차이점 비교
주요 용어 :충돌, 확산, 픽스 법, 꾸준한 상태 확산, 불안정한 상태 확산
정상 상태 확산이란 무엇인가
정상 상태 확산은 일정한 속도로 발생하는 확산의 한 형태입니다. 여기서, 주어진 계면을 가로 지르는 입자의 몰은 시간이 지남에 따라 일정합니다. 따라서 시스템 전체에 걸쳐 거리 (DC/DX)에 따른 농도의 변화율은 일정한 값이며 시간에 따른 농도의 변화는 0 (dc/dt)입니다.
정상 상태의 경우
dc/dx =constant
dc/dt =0
DC가 농도의 변화 인 경우 DX는 거리가 작고 DT는 작은 기간입니다.
그림 1 :확산
Fick의 첫 번째 법칙 정상 상태 확산과 불안정한 상태 확산을 정량적으로 결정합니다. Fick의 첫 번째 법칙에 따르면 확산 플럭스는 기존 농도 구배에 직접 비례하며 수학적으로
로 제공 될 수 있다고합니다.j =-d (dϕ/dx)
- j는 확산 플럭스입니다. 그 차원은 단위 시간당 단위 면적당 물질의 양이고, 단위는 mol ms입니다.
- d는 확산 계수입니다. 그것은 또한 확산 성이라고도합니다. 이 구성 요소의 치수는 단위 시간당 면적이므로 장치는 m/s입니다.
- ϕ는 농도입니다. 단위 mol/m에 의해 제공됩니다.
- x는 용질의 위치입니다. 이 구성 요소의 치수는 길이입니다. 단위 m. 에 의해 주어진다
불안정한 상태 확산이란 무엇인가
불안정한 상태 확산 또는 비 정상 상태 확산은 확산 속도가 시간의 함수 인 확산의 한 형태입니다. 이것은 확산 속도가 시간 의존적이라는 것을 의미합니다. 따라서 거리 (DC/DX)에 따른 농도의 속도는 일정하지 않으며 시간에 따른 농도의 변화는 0이 아닙니다.
불안정한 상태의 경우
dc/dx =시간에 따라 다릅니다
dc/dt ≠ 0
DC가 농도의 변화 인 경우 DX는 거리가 작고 DT는 작은 기간입니다.
Fick의 제 2 법칙 불안정한 상태 확산을 정량적으로 결정합니다. Fick의 두 번째 확산 법칙은 확산이 발생할 때 시간이 지남에 따라 농도가 어떻게 변하는 지 예측하는 데 사용됩니다. 그것은 아래와 같이 부분 분화 방정식에 의해 제공됩니다.
ΔT/ΔT =d Δϕ/ΔX
- ϕ는 농도입니다 (시간과 위치에 의존하는 치수 (x))
- t는 시간입니다 (S가 제공)
- d는 확산 계수입니다.
- x는 위치입니다 (길이의 치수에 따라)
따라서 불안정한 상태는 부분 확산 방정식으로 공식화됩니다.
정상 상태와 불안정한 상태 확산의 차이
정의
정상 상태 확산 : 정상 상태 확산은 일정한 속도로 발생하는 확산의 한 형태입니다.
불안정한 상태 확산 : 불안정한 상태 확산 또는 비 정상 상태 확산은 확산 속도가 시간의 함수 인 확산의 한 형태입니다.
확산 속도
정상 상태 확산 : 확산 속도는 정상 상태 확산에 대해 일정합니다.
불안정한 상태 확산 : 확산 속도는 불안정한 상태 확산에 대해 일정하지 않습니다. 시간에 따라 다릅니다.
시간에 대한 의존성
정상 상태 확산 : 정상 상태 확산은 시간에 따라 다르지 않습니다.
불안정한 상태 확산 : 불안정한 상태 확산은 시간의 함수입니다 (시간이 지남에 따라 변경)
Fick의 법칙과의 관계
정상 상태 확산 : 정상 상태는 Fick의 첫 번째 법에 의해 정량적으로 결정될 수 있습니다.
불안정한 상태 확산 : 불안정한 상태 확산은 Fick의 첫 번째 및 두 번째 법칙에 의해 정량적으로 결정될 수 있습니다.
결론
정상 상태 확산과 불안정한 상태 확산은 두 가지 유형의 확산입니다. 이 두 가지 유형은 Fick의 법률에 의해 정량적으로 설명 될 수 있습니다. 정상 상태 확산과 불안정한 상태 확산의 주요 차이점은 정상 상태 확산이 일정한 속도로 발생하는 반면, 불안정한 상태 확산 속도는 시간의 함수라는 것입니다.
.참조 :
1.“확산 메커니즘.” 5 장 확산, 여기에서 사용할 수 있습니다.
2. "점탄성 (Fickian이 아닌) 확산." 캐나다 화학 공학 저널, Vol. 83, 2005 년 12 월, pp. 913–915., 여기에서 구할 수 있습니다.
3. "다중 물리 사이클로 페디아." COMSOL, 여기에서 사용할 수 있습니다.
